機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)39單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1 引 言 絞車 ， 用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條提升或牽引重物的輕小型起重設(shè)備 ， 又稱卷?yè)P(yáng)機(jī) ， 可單獨(dú)使用，也可作起重、筑路和礦井提升等機(jī)械中的組成部件，因操作簡(jiǎn)單、繞繩量大、移置方便而廣泛應(yīng)用。 本次設(shè)計(jì)旨在以單卷筒行星齒輪傳動(dòng)調(diào)度絞車為依托，采用新的設(shè)計(jì)方法 三維實(shí)體設(shè)計(jì)來(lái)完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。三維實(shí)體設(shè)計(jì)（實(shí)體造型）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比較有許多優(yōu)越性。 長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法由于受到技術(shù)手段的限制，不得不放棄用直觀感強(qiáng)的立體圖來(lái)表達(dá)產(chǎn)品，而是遵循著一種工作量大、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng) 的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)：三維構(gòu)思 -平面圖形 -三維產(chǎn)品，不僅使原本直觀的立體抽象化了，而且耗費(fèi)了大量的精力和時(shí)間。因?yàn)樵谶@樣一個(gè)抽象思維和想象的環(huán)境中，既不符合由形象思維到抽象思維的認(rèn)知規(guī)律，又不利于培養(yǎng)空間想象能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。而三維實(shí)體設(shè)計(jì)（實(shí)體造型）彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法的這種缺陷，在二維和三維空間中架起一座橋梁，讓我們?cè)谌S空間中直接認(rèn)知和感知三維實(shí)體，更加充分地發(fā)展和提高了設(shè)計(jì)師的空間想象能力及創(chuàng)新能力，為先進(jìn)產(chǎn)品的開發(fā)提供了廣闊而優(yōu)越的設(shè)計(jì)平臺(tái)。 本設(shè)計(jì)是應(yīng)用以參數(shù)化為基礎(chǔ)的 CAD/CAE/CAM 集成軟件 Pro/ENGINEER 進(jìn)行三維實(shí)體造型，來(lái)完成產(chǎn)品的零件、部件設(shè)計(jì)和整機(jī)的裝配。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于大大減少了設(shè)計(jì)師的工作量，從而加速了機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程。另外，還可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，使其結(jié)構(gòu)更加合理，性能更加良好。 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 2 第一章 方案評(píng)述 絞車 有手動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)和 電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)幾類。 手動(dòng)絞車的手柄回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上裝有停止器（棘輪和棘爪），可使重物保持在需要的位置。裝配或提升重物的手動(dòng)絞車還應(yīng)設(shè)置安全手柄和制動(dòng)器。手動(dòng)絞車一般用在起重量小、設(shè)施條件較差或無(wú)電源的地方。 內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng) 的絞車，在卷筒與內(nèi)燃機(jī)之間裝有離合器。當(dāng)離合器和卷筒軸上的制動(dòng)器松開后，卷筒上的繩索處于無(wú)載狀態(tài) ，此時(shí)繩索一端可從卷筒上自由地 拽 出，以縮短再次提拉物件時(shí)的掛繩時(shí)間。內(nèi)燃機(jī)須在無(wú)載情況下啟動(dòng)，離合器能將卷筒與內(nèi)燃機(jī)脫開，待啟動(dòng)正常后再使離合器接合而驅(qū)動(dòng)卷筒。內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的絞車常用于戶外需 要 經(jīng)常移動(dòng)的作業(yè)，或缺乏電源的場(chǎng)所 。 電動(dòng)調(diào)度絞車 廣泛用于工作繁重和需牽引力較大的場(chǎng)所 。根據(jù)工作環(huán)境的不同，可選用防爆型或非防爆型電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源。 單卷筒電動(dòng)絞車的電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)卷筒，電動(dòng)機(jī)與減速器輸入之間裝有制動(dòng)器。為適 應(yīng)提升、牽引 、回轉(zhuǎn)等作業(yè)的需要，還有雙卷筒和多卷筒裝置的絞車。 根據(jù)傳動(dòng)形式的不同，絞車可分為 蘇式多級(jí)內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng) 調(diào)度絞車、 擺線針輪傳動(dòng) 調(diào)度絞車、蝸輪 -蝸桿傳動(dòng) 回柱絞車和少差齒回柱和調(diào)度絞車等。對(duì)于單滾筒行星齒輪傳動(dòng)調(diào)度絞車，其具有 成本低，效率 較 高，重量輕 ， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 ，易于 維修和保養(yǎng) 等優(yōu)點(diǎn) 。 本次設(shè)計(jì)的絞車 用于礦井中井底車場(chǎng)、中間巷道、采區(qū)運(yùn)輸巷及掘進(jìn)頭等場(chǎng)合調(diào)度礦車，或用于礦山地面、冶金礦物或建筑工地的地面調(diào)度和搬運(yùn)工作。根據(jù)實(shí)際工作要求，采用行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下： 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3 第二章 計(jì)算參數(shù)的確定 第一節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇 一 、類型的選擇 該絞車用于礦井中井底車場(chǎng)、中間巷道、采取運(yùn)輸巷及掘進(jìn)頭等場(chǎng)合調(diào)度礦車，礦井中含有沼氣與煤塵等爆炸性氣體，相對(duì)濕度在 97%以內(nèi)，周圍介質(zhì)溫度不超過(guò) 35，須選用 YB系列防爆電機(jī)。 當(dāng)用于礦山地面、冶金礦物或建筑工地的地面調(diào)度和搬運(yùn)工作，要求環(huán)境濕度在 80%以下，周圍介質(zhì)溫度不超過(guò) 40，且空氣中不得含有沼氣等爆炸性及具有腐蝕作用的氣體，可選用非防爆電機(jī)。 二、容量選擇 電機(jī)計(jì)算功率： kWFvPad 1000 ，其中起重量 F=10KN,繩速 v=26m/min=0.43m/s(按滿載時(shí)算 )。由電動(dòng)機(jī)到滾筒的傳動(dòng)總效率為：36261 a其中 1 、 2 、3分別為軸承、齒輪傳動(dòng)和滾筒的傳動(dòng)效率，由 P3 選 1 =0.91（脂潤(rùn)滑，均按球軸承計(jì)算） , 2 =0.93（ 8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)，脂潤(rùn)滑） ,3=0.96 35.096.093.091.0 66 a ，則 kWFvPad3.1235.01000 43.010101000 3 , 選額定功率nP=15kW(1S 連續(xù)工作制 )。 三、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 由 3表推薦的傳動(dòng)比合理范圍，且由簡(jiǎn)圖知其經(jīng)過(guò)兩對(duì)圓柱齒輪減速傳動(dòng)，再經(jīng)行星輪傳動(dòng)（在滿載時(shí)，制動(dòng)器 A放松， B制動(dòng)） ,故總傳動(dòng)比的合理范圍是： 211 . iiiia =（ 2 6） (2 6) (3 9)=27 324 滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為（粗取滾筒直徑為 250mm）： n= 8.32250 43.0100060100060 D vr/min 則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是： ninad .=(27 324) 32.8=885 10627r/min 由容量和電機(jī)轉(zhuǎn)速，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和價(jià)格等，根據(jù) 7選定電動(dòng)機(jī)為 YB系列 ,方案比較見表 -1： 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 4 表 -1 型號(hào) 額定功率(kW) 額定轉(zhuǎn)速(r/min) 效率 (%) 重量 (kg) YB160M2-2 15 2930 88.2 149 YB160L-4 15 1460 88.5 166 YB180L-6 15 970 89.5 215 經(jīng)比較，選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 YB160L-4，其主要外形和安裝尺寸見表 -2： 表 -2 參數(shù) A AB B C E H N P HD AD AC L 尺寸 254 330 254 108 110 350 275 325 530 240 325 695 第二節(jié) 傳動(dòng)比的確定和分配 計(jì)算和說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 一、計(jì)算總傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)滿載 轉(zhuǎn)速mn=1460r/min, 總傳動(dòng)比： 5.448.321460 nni ma二、分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 Ha iiii . 00 其中0i、0i、 Hi 分別為兩對(duì)齒輪、行星輪的傳動(dòng)比。初步取0i=0i=2.24,則行星輪的傳動(dòng) 比為： Hi = 869.824.224.25.44. 00 iii a mn=1460r/min 5.44ai Hi =8.869 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5 第三節(jié) 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 一 、軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 軸： n =mn=1460r/min 軸： 79.6 5 124.21 4 6 00 inn r/min 軸： 98.29024.279.6510 inn r/min 滾筒： n= 80.32869.898.290 Hin r/min 二、功率計(jì)算 (一 )各軸輸入功率 I軸： P = kWPn 65.1391.015. 1 軸： kWPP 55.1193.091.065.13. 21 軸： kWPP 78.993.091.055.11. 21 滾筒： P= kWP 27.893.091.078.9. 21 (二 )各軸輸出功率 軸： P = kWP 42.1291.065.13. 1 軸： kWPP 51.1091.055.11. 1 軸： kWPP 90.891.078.9. 1 滾筒： P = kWP 94.796.027.8.3 三、轉(zhuǎn)矩計(jì)算 （一）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： 12.9814601595509550 mwd nPTN m 軸： T = 29.8991.012.98.1 dTN m 軸： 01.18693.024.229.89.20 iTTN m n =1460r/min 79.651n r/min 98.290n r/min n=32.80 r/min P =13.65kW kWP 55.11 kWP 78.9 P=8.274kW P = kW42.12 kWP 51.10 kWP 90.8 P = kW94.7 12.98dT N m T = 29.89 N m 01.186T N m 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 6 軸 : 62.35293.091.024.201.186.210 iTTN m 滾筒： T= 72.264693.091.0869.862.352. 21 HiT N m (二 )各軸輸出轉(zhuǎn)矩 軸： T = 25.8191.029.89. 1 T N m 軸： 27.16991.001.186. 1 TT N m 軸： 88.32091.062.352. 1 TT N m 滾筒： T = 85.254096.072.2646.3 TN m 62.352T N m T=2646.72 N m T = 25.81 N m 27.169T N m 88.320T N m T = 85.2540 N m 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表 -3。 表 -3 軸號(hào) 功率 (kW) 轉(zhuǎn)矩 (N m) 轉(zhuǎn)速(r/min) 傳動(dòng)比 i 效率 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī) 15 98.12 1460 1 1=0.91 軸 13.65 12.42 89.29 81.25 1460 2.24 1=0.91 2=0.93 軸 11.55 10.51 186.01 169.27 651.79 2.24 1=0.91 2=0.93 軸 9.78 8.90 352.62 320.88 290.98 8.871 1=0.91 3=0.96 滾筒 8.27 7.94 2646.72 2540.85 32.80 第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 一、配齒及其校核 (一 )配齒 行星輪系布置圖單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 7 1行星輪傳動(dòng)比為： 871.880.32 98.290 waHb nni知該行星輪負(fù)載工作時(shí)，為 NGW型行星齒輪傳動(dòng)，有 2P198表 10-4，修正配齒為： az=18，cz=60，bz=138 （二）校核 1.校核裝配條件：有 2表 10-3，選行星輪數(shù)目 K=3，則： 523 181381 K zzzq aba(為整數(shù) )，滿足條件。 2.校核同心條件：21)(21 ab zz（ 138-18） =60=cz，滿足。 3.校核鄰接條件：（ ah取標(biāo)準(zhǔn)值） 42.1013s in1123s in18s in12s in KhKz aa cz，滿足條件。 4.校核滾筒轉(zhuǎn)速：實(shí)際 傳動(dòng)比 7.81813811 abaHb zzi滾筒實(shí)際轉(zhuǎn)速 337.824.224.2146000 baHw iiinn r/min 滾筒轉(zhuǎn)速的相對(duì)差值 8.32 8.32330.6% 710 ） ,安全系數(shù) S=1.25(較高可靠度 ),則： H 2/4.9588.90025.1 )11981126(1 mmN3 24 )4.9588.9008.1895.2(33.3133.355.01076.425.12 ad 42.74 41.00mm 齒輪模數(shù)： m 37.21874.42 aazdmm,取 m=4mm 中心輪 a分度圓直徑： mmzmdaa 72184 行星輪 c分度圓直徑： mmzmdcc 240604 Ta 41092.8 Nmm kc 1.6 T1= 41076.4 Nmm d 0.55 ZH 2.5 u=3.33 ZE 189.8 MPa aN 1.046 910 cN 1.046 810 H 2/4.9588.900 mmNm=4mm mmda 72 mmdc 240 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 9 行星輪 c齒寬： mmdbadc 6.397255.0 ，取 mmbc 40中心輪 a齒寬： mmbbca 422402 （二）校核計(jì)算 1.按接觸疲勞強(qiáng)度校核 EHatH zzuubdkF 1，式中 HVA kkkkk ,由 1P215表 12.9，使用情況系數(shù) 25.1Ak ， smnndv HaaH /97.0100060 )80.3298.290(72100060 )( 由 1P216圖 12.9,動(dòng)載荷系數(shù) 06.1VkNdTFat132372 1076.422 41 Ak tF /b=1.25 1323/40=41.32N/mm 710 ） ,安全系數(shù) S=1.25(較高可靠度 ),則： H 2/2.3072.26825.1 )3843.335(1 mmN2/26.215 mmNH 3344 1010.649.644 66.137.2 FSaFa YY 按齒輪 3設(shè)計(jì) 004.31086.6175.0 10693.150.1 3 32 5 m 查 1P206表 12.3， 選 m=3mm(傳遞動(dòng)力的齒輪 ) d 0.5 3z=17 4z =38 u=2.235 mA=1.50 3FaY 2.93 4FaY 2.37 3SaY 1.51 4SaY 1.66 m=3mm 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 14 則分度圓直徑 17333 mzd51mm 38344 mzd 114mm 中心距 )11451(21)(21 43 dda82.5mm 計(jì)算齒寬 515.03db d25.5，取 b=30mm mmbb 3553053 ， mmbb 304 圓周速度 smsmndv /6/74.1100060 79.65151100060 33 二、校核計(jì)算 （一）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 使用系數(shù) 25.1Ak （ 1P215表 12.9） 動(dòng)載系數(shù) 063.11018.310236.110976.1 22335 vvvkV063.174.11018.374.110236.174.110976.122335 =1.11 齒向載荷分 布系數(shù) 15.1Hk（ 1P218表 12.11） 10.13445.015.166.03445.066.0 HF kk （由 5P336） 齒間載荷分配系數(shù) 2.1Hk， 2.1Fk（ 1P217 表 12.10） 51 10693.122 5333 dTF t6639N mmNmmNbFk tA /100/27630/663925.1/3 91.115.12.111.125.1 HK 83.110.12.111.125.1 FK 重合度 c o s)11(2.388.143 zz c o s)381171(2.388.1 0 =1.78 3d 51mm 4d 114mm a 82.5mm b=30mm mmb 353 mmb 304 25.1Ak 11.1Vk 15.1Hk 10.1Fk 2.1Hk 2.1Fk 3tF 6639N 91.1HK 83.1FK 78.1 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 15 重合度系數(shù) 67.078.1 75.025.075.025.0 Y彎曲最小安全系數(shù) 25.1min FS （ 1P225，一般可靠度） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 53001579.6516060333 hFH tnNN8108.8 88344 1093.324.2/108.8/ uNNN HFH 彎曲壽命系 數(shù) 89.0)108.8 103( 0 2 0.0863 NY91.0)1093.3 103( 0 2 0.0864 NY 尺寸系數(shù) )53(1 mmmmmY X 2m i n33l i m3 /54.65525.1 189.07.920 mmNS YYFxNFF 2m i n44l i m4 /27.67025.1 191.07.920 mmNS YYFxNFF 67.051.193.235130 10693.183.122 533333 YYYmbd TK SaFaFF2/2.400 mmN 3F /87.35551.193.2 66.137.22.400Y 423F a 3S a 4434 FSaFaFF mmNYYY 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度安全 （二）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 重合度系數(shù) 86.0378.1434 z （ 1P221式 12.10） 彈性系數(shù) MPaz E 8.189 （ 1P221表 12.12） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 50.2Hz （ 1P222圖 12.16） 接觸最小安全系數(shù) 05.1min HS （ 1P225，一般可靠度） 67.0Y 25.1min FS 89.03 NY 91.04 NY 1XY 3F2/2.400 mmN 24 /87.355 mmNF 86.0z MPaz E 8.189 50.2Hz 05.1min HS 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 16 接觸壽命系數(shù) 01.1)108.810()10( 0 5 6 9.0890 5 6 9.0393 HN Nz（允許一定點(diǎn)蝕） 05.1)1093.3 10()10( 0 5 6 9.0890 5 6 9.0494 HN Nz接觸疲勞極限 24l i m3l i m /1500 mmNHH （ 5P339） 許用接觸應(yīng)力 2m i n33l i m3 /86.144205.1 01.11500 mmNS zHNHH 2m i n44l i m4 /1 5 0 005.1 05.11 5 0 0 mmNS zHNHH 235.21235.2513010693.191.1286.050.28.1891225233uubdTKzzz HHEH /3.873 32 HmmN ，齒面接觸疲勞強(qiáng)度安全。 01.13 Nz 05.14 Nz H 2/3.873 mmN 齒輪 3和齒輪 4 的傳動(dòng)參數(shù)表 名稱 單位 小齒輪 3 小內(nèi)齒輪 4 中心距 a mm 31.5 模數(shù) m mm 3 齒數(shù) z 17 38 分度圓直徑 d mm 51 114 齒頂圓直徑 da mm 57 108 齒根圓直徑 df mm 43.5 121.5 齒寬 b mm 35 30 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 17 第三節(jié) 主要傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 一、行星齒輪傳動(dòng)之中心齒輪軸的設(shè)計(jì) （一）受力分析 軸傳遞轉(zhuǎn)矩： 62.352T N m=3.35 510 N mm 齒輪分度圓直徑： d=72mm 齒輪上的圓周力：NdTF t980672/1053.32/2 51 齒輪上的徑向力：NFF tr3 5 6 920ta n9 8 0 6ta n1 （有三個(gè)行星輪，徑向力分布如 圖） 取載荷不均勻系數(shù) 60.1Ck， 233.02/)1(,533.03/6.1/1321 kkk kkk C NFFkFkFFFF rrrrrrr 107135693.0)(21)(21 11211321 （二）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑 軸受轉(zhuǎn)矩作用，應(yīng)滿足 d c3 np軸的材料同齒輪，為 20CrMnTi, b=1100N/m ; S=850N/m (14P113 表 6-2) 查 1P314表 16.2，選許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T =40 52 N/m，系數(shù) c=106 98 d（ 106 98）3 98.29078.9=34.2 31.6 mm 軸上有單個(gè)鍵槽， d 應(yīng)增加 3%，取 d=34 mm 取軸長(zhǎng) l=100 mm。 2.軸的彎矩計(jì)算 T =3.35 510 N mm d=72mm 1tF=9806N 1rF =3569N 60.1Ck 1k =0.533 2k =0.233 rF =1071N b=1100N/m S=850N/m T =40 52 N/m c=106 98 d=34 mm l=100 mm 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 18 把兩滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)化為鉸支，各尺寸如圖 軸只在垂直面受力，在水平面內(nèi)不受力，作軸在垂直面的受力圖及彎矩圖。 軸承 A、 B的支反力為 對(duì) A點(diǎn)取矩， MA =0, 0 ABRACF Br NAB ACFR rb 203952 991071 0,0 rBAr FRRF , NRFR BrA 96820391071 mmNBCFM rB 41003.5471071 mmNT 55 1012.21053.361.0 （應(yīng)力校正系數(shù) 61.0160/98/01 bb ,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，見 P1315 表 16.3） bR=2039N AR =-968N BM =5.03 410 Nmm T =2.12 510 Nmm 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 19 從左端 mmNTMMDCD 42/12211 1071.2)( 從右端 mmNTMM DCD52/125242/122221014.2)1012.2()1071.2()( B點(diǎn)彎矩 mmNTMM BBC52/125242/1221018.2)1012.2()1003.5()( C點(diǎn)彎矩 mmNTMMCCC 52/122 1012.2)( （三）按彎矩校核軸的強(qiáng)度： 1.應(yīng)根據(jù) 3/dMC來(lái)選擇危險(xiǎn)截面，由計(jì)算圖可以看出， B截面危險(xiǎn)。故對(duì) B截面進(jìn)行校核： B截面的抗彎截面系數(shù) W=0.1 3333 1093.3341.0 mmd 2135/985.55)1093.3/(1018.2/mmNWM Cc 滿足強(qiáng)度要求。 2.疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 應(yīng)根據(jù) 3/dMC和應(yīng)力集中情況選擇危險(xiǎn)截面，可知 B截面為危險(xiǎn)截面，校核 B截面。 抗彎截面系數(shù) 3333 1093.3341.01.0 mmdw 抗扭截面系數(shù) 3333 1086.7342.02.0 mmdw T 彎矩 mmNM B 51018.2 扭矩 mmNT B 51053.3 彎曲應(yīng)力 235 /5.55)1093.3/(1018.2/ mmNWMBb 2/5.55 mmNba ， 0m （ b 按對(duì)稱循環(huán)變化） 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 235 /9.44)1086.7/(1053.3/ mmNWT TBT 2/5.222/ mmNam （ T 按脈動(dòng)循環(huán)變化） 查 1P329附錄表 1，插值得有效應(yīng)力集中系數(shù) 13.3k， 68.1k41 1071.2 CDM Nmm 52 1014.2 CDM Nmm 51018.2 BCM Nmm 51012.2 CCM Nmm W=3.93 3310 mm 2/98 mmNc 331093.3 mmw 331086.7 mmw T mmNM B 51018.2mmNT B 51053.32/5.55 mmNb 2/9.44 mmNT 13.3k 68.1k 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 20 查 1P331附錄表 5，有表面狀態(tài)系數(shù) 85.0 查 1P331附錄表 6，得尺寸系數(shù) 73.0， 78.0取壽命系數(shù) 1Nk查 1P41表 3.2 21 /451110041.041.0 mmNB 21 /330110030.030.0 mmNB 210 /7224516.16.1 mmN 210 /4623304.14.1 mmN 等效系數(shù) 249.0722/)7224512(/)2(001 429.0462/)4623302(/)2(001 安全系數(shù) 61.10249.05.5573.085.0 13.345111 maNkkS95.45.22429.05.2278.085.0 68.133011 maNkkS53.195.461.1 95.461.1 2222 SSSSS 查 1P316，選 S=1.50， SS，安全。 85.0 73.0 78.0 1Nk 21 /451 mmN 21 /330 mmN 20 /722 mmN 20 /462 mmN 249.0 429.0 61.1S 95.4S 53.1S S=1.50 二、行星齒 輪軸的設(shè)計(jì) 采用雙臂分開式行星架，行星輪軸固定于臂中，屬固定心軸，驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)取等直徑軸， d=30mm， L=75mm。 Nd TRRaxc264672 1076.42222 41 WM最大彎矩 mmNRLM 41096.44 752 6 4 64NR 2646 mmNM 41096.4單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 21 危險(xiǎn)剖面抗彎截面系數(shù) 3333 107.2301.01.0 mmdW 23 4 /4.18107.2 1096.4 mmN ，材料選 45鋼， 2/600 mmNB ，按脈動(dòng)循環(huán)處理， ,/95020 bb mmN ，安全。 33107.2 mmW 2/4.18 mmN 20 /95 mmNb 第四節(jié) 主要軸承的選擇 一、行星齒輪軸之軸承的選擇 1.作用于軸承上的徑向載荷 R=2646N 作用于軸承上的當(dāng)量動(dòng)載荷 )(ard YFXFfP ，式中 沖擊載荷系數(shù)df=1.5（中等沖擊）， X和 Y為徑向系數(shù)與軸向系數(shù)，由 aF0知 X=1， Y=0 NP 3 9 6 9)002 6 4 61(5.1 2.取軸承預(yù)期壽命：按五年計(jì)算 hL h 41025.253 0 015 3.行星輪軸承的相對(duì)轉(zhuǎn)速： m in/5.54 rnnHc 4.選深溝球軸承，計(jì)算額定動(dòng)載荷 df=1.5 X=1 Y=0 NP 96 hL h 41025.2 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 22 3 610 )(60 hHcdLnnfPC 364101025.25.54605.13969 =11087N 選 6306軸承， Cr=16630N，滿足要求。 C=11087N Cr=16630N 二、中心齒輪軸之軸承的選擇 1.該軸承受有連軸齒輪 3 和小內(nèi)齒輪 4 傳動(dòng)產(chǎn)生的徑向力，以及中心輪與行星輪傳動(dòng)產(chǎn)生的徑向力，即 NFdTFFF rrrrH 7950132351 1069.122 53 2.作用在軸承 上的當(dāng)量動(dòng)載荷（其中df=1.5， X=1， Y=0，理由同上） )( arHd YFXFfP N11925)0079501(5.1 3.預(yù)期壽命： hLh 41025.253 0 015 4.軸承轉(zhuǎn)速： m in/18.25880.3298.290 rnnn H 5.計(jì)算額定動(dòng)載荷，選深溝球軸承 3 61060 hdLnfPC 364101025.218.258605.111925 = 3109.55 N 選 6312軸承， Cr= 3108.81 N ,滿足要求。 NFrH 7950 P=11925N min/18.258 rn C= 3109.55 N Cr= 3108.81 N 第五節(jié) 主要鍵聯(lián)接的選擇 一、行星齒輪架與滾筒間鍵聯(lián)接的選擇 采用普通圓頭平鍵，取 1628 hb ， L=60mm 為非標(biāo)準(zhǔn)件，采用雙鍵。 1.校核強(qiáng)度 屬于靜聯(lián)接，按擠壓強(qiáng)度校核，由 1P125（ 7.1）式可知校核公式為 4PP dlh T 式中：鍵聯(lián)接所傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNT 61065.2 1628 hb L=60mm 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 23 鍵的工作長(zhǎng)度 mmbLl 322660 鍵的高度 mmh 16 ，配合直徑 mmd 216 由 1P126表 7.1得許用擠壓應(yīng)力 2/55 mmNP （靜聯(lián)接，鑄鐵，沖擊載荷） /4821632162 1065.24 26 PP mmN ，強(qiáng)度滿足要求。 2.決定鍵與槽的配合，鍵槽表面粗糙度和鍵槽的對(duì)稱度公差 查 4P51，按一般聯(lián)接對(duì)待，鍵與軸 28N9/h9，鍵與轂28Js9/h9。 鍵槽表面粗糙度：工作表面，一般聯(lián)接，取 3.2 鍵槽的對(duì)稱度公差：一般聯(lián)接，按 7級(jí)精度決定對(duì)稱度公差。 3.鍵槽的工作圖 mmNT 61065.2 mml 32 mmh 16 mmd 216 2/55 mmNP 2/48 mmNP 二、中心輪 a與內(nèi)齒輪 4的鍵聯(lián)接的選擇 采用普通圓頭平鍵，查 4P51表 4-1，由 d=34mm，可知鍵的剖面尺寸為 810 hb ，參照軸長(zhǎng)度 l=100mm，取鍵長(zhǎng) L=80mm（符合 4 P51表 4-1 長(zhǎng)度系列） 鍵的標(biāo)記為：鍵 79100968010 GB 1.校核強(qiáng)度 屬于靜聯(lián)接，校核擠壓強(qiáng)度 4 PP dlh T 其中：鍵聯(lián)接所傳遞的轉(zhuǎn)矩mmNmNT 5105262.362.352 810 hb L=80mm mmNT 5105262.3單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 24 鍵的工作長(zhǎng)度 mmbLl 701080 鍵的高度 mmh 8 ，配合直徑 mmd 34 由 1P126表 7.1得許用擠壓應(yīng)力 2/90 mmNP （靜聯(lián)接，鋼，沖擊載荷） /1.7434708 105262.34 25 PP mmN ，強(qiáng)度滿足要求。 2.決定鍵與槽的配合，鍵槽表面粗糙度和鍵槽的對(duì) 稱度公差 查 4P51，按一般聯(lián)接對(duì)待，鍵與軸 10N9/h9，鍵與轂10Js9/h9。 鍵槽表面粗糙度：工作表面，一般聯(lián)接，取 3.2，非工作表面取6.3（均為 Ra值）。 鍵槽的對(duì)稱度公差：一般聯(lián)接，按 7級(jí)精度決定對(duì)稱度公差。 3.鍵槽的工作圖 mml 70 mmh 8 mmd 34 2/90 mmNP 2/1.74 mmNP 第六節(jié) 制動(dòng)帶的設(shè)計(jì) 根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，采用凸緣式帶制動(dòng)。 計(jì)算圓周力 F 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 25 NDTF 33 1036.710690 85.254022 計(jì)算帶的繞入端張力 1F 和繞出端張力 2F Ne ee FeF 36 5 5.545.06 5 5.545.031 109.711036.71 Nee FF 62611036.71 655.545.032 式中： T 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（ mNT 85.2540 ） 摩擦系數(shù)，由 16表 29.13-48取 =0.45 制動(dòng)輪包角，取 324 D 制動(dòng)帶直徑， D=0.69m 帶寬 b的確定 帶寬 b按許用單位壓力 p(其取值參考資料 16，本計(jì)算取p=0.3N/ 2mm )決定，其取值應(yīng)比輪寬 B小 510mm mmDpFb 5.766903.0109.722 31 ,取 b=75mm 確定帶厚 由 1629-383表 29.13-33，選 =6mm。 NF 31036.7 NF 31 109.7 NF 6262 mNT 85.2540 =0.45 324 D=0.69m b=75mm =6mm 第四章 本產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和相關(guān)說(shuō)明 第一節(jié) 技術(shù)參數(shù)表 起重量 kN 10 電 動(dòng) 機(jī) 型號(hào) YB160L-4 繩 速 m/min 最小 26 功率 kW 15 最大 62 轉(zhuǎn)速 r/min 1460 平均 44 電壓 V 380/660 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 26 減速比 44.5 整機(jī)質(zhì)量 kg 530 容繩量 m 400 繩徑 mm 12.5 地腳孔直徑 mm 25 卷 筒直徑 mm 250 外形 尺寸 （長(zhǎng)寬高） mm 1100 766 727 卷筒寬度 mm 310 第二節(jié) 相關(guān)說(shuō)明 一、裝配說(shuō)明、 1.對(duì)于各軸承和定位零件，要將其裝到規(guī)定的位置上；各軸承推薦熱裝（在柴油中加熱，溫度在 120 -140之間）。裝前在結(jié)合面上涂以適量的機(jī)油，在各軸承內(nèi)填入 2/3容積的黃油，滾筒體內(nèi)的小齒輪中，以及行星傳動(dòng)的大內(nèi)齒輪中填入黃油（機(jī)體內(nèi)的黃油均采用鈣基潤(rùn)滑脂）。 2.行星傳動(dòng)的大內(nèi)齒輪與滾筒之間應(yīng)保證有 0.5-1.5毫米的間隙，通過(guò)加工表面來(lái)保證；電機(jī)與滾筒端面 之間的間隙為 2毫米，可調(diào)整安裝與其間的墊片來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3.電機(jī)和軸承支架中心高應(yīng)保持一致，偏差不可大于 0.1毫米。 4.滾筒上的各固定螺釘和油堵，不得高出滾筒外表面。螺釘和地腳螺栓等緊固裝置必須可靠。 5.剎車帶要平穩(wěn)地與剎車轂接觸；剎車帶的松緊程度可由鉸鏈螺栓來(lái)調(diào)整，要保證剎車把及杠桿系統(tǒng)動(dòng)作靈活可靠。 二、 安全操作說(shuō)明 單卷筒行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 27 1.起重負(fù)荷不得超過(guò) 1000公斤，而且不可運(yùn)送人員。 本絞車操作人員必須了解本絞車的性能，熟悉操作方法，才能單獨(dú)操作。 2.防爆電器設(shè)備的檢查和維修應(yīng)符合有關(guān)安全生產(chǎn)試行規(guī)程；非防爆電器設(shè) 備也應(yīng)符合有關(guān)電器設(shè)備的安全操作規(guī)程。 3.工作前的注意事項(xiàng)： （ 1）檢查鋼絲繩接頭是否牢固，繩卡和軸承支架及電機(jī)地腳的連接螺栓固緊完好，車安裝是否牢靠。 （ 2）檢查絞車部件制動(dòng)性能是否良好，使用是否靈活，剎車把之頂絲、銷軸的緊固，如果有折曲損傷或松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)更換與緊固。 （ 3）電器部分不得有漏電現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)和開關(guān)盒應(yīng)接地良好。 （ 4）檢查鋼絲繩，不允許有結(jié)節(jié)、扭繞現(xiàn)象，如果在一個(gè)節(jié)距內(nèi)斷絲超過(guò) 10%時(shí)，應(yīng)以予更換。 （ 5）清理行車軌道，并檢查鋼絲繩經(jīng)過(guò)處有無(wú)障礙物，以防工作過(guò)程中發(fā)生事故。 （ 6）開始 工作前應(yīng)盤轉(zhuǎn)滾筒一圈，然后剎緊滾筒，松開大內(nèi)齒輪剎車帶，啟動(dòng)電機(jī)試運(yùn)行。 4.操作注意事項(xiàng)： （ 1）開動(dòng)滾筒時(shí)，須將滾筒上的剎車帶完全松開，而將大內(nèi)齒輪上的剎車帶剎緊。 （ 2）在絞車作業(yè)過(guò)程中，如要使絞車暫時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)將大內(nèi)齒輪上的剎車帶松開，而將滾筒上的剎車帶剎緊；如果要微程調(diào)度負(fù)載物的位置時(shí)，只需交替提上或下壓左、右剎車把，使?jié)L筒時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停即可。 （ 3）如停車時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)將電動(dòng)機(jī)關(guān)閉；此時(shí)如果鋼絲繩處于拉緊狀態(tài)，為防止其墜滑，必須將滾筒上的剎車帶牢牢剎緊，工作人員不得離開絞車。 （ 4）當(dāng)下放重物滾筒反轉(zhuǎn) 時(shí)，應(yīng)松開大內(nèi)齒輪上的剎車帶并放松滾筒上的剎車帶，滾筒在重物